پلی اورتان (Polyurethane – PU)
پلی اورتانها به انگلیسی: ( Polyurethane) به دستهای از مواد شیمیایی اطلاق میشود که از واکنش پلی الها و ایزوسیاناتها بهعنوان مواد اصلی تشکیل دهنده ساخته میشوند.
پلی اورتان، که با اختصار PU شناخته می شوند در اسلب های پیش ساخته موجود میباشد. پلی اورتان، مصارف متنوع و مختلف زیادی در صنعت و ساختمان سازی دارد. مثلا از پلی اورتان در ساخت المان های ضدسایش (مثلا غلتک های ضدسایش)، ساپورت ها و المان هایی که تخت نیروهای فشاری هستند، قطعات پلاستیکی صلب، چرخ، و غیره استفاده می شود. یکی دیگر از کاربردهای پلی اورتانها، استفاده به عنوان ابزار پیش ساخته دکوراتیو با هدف ایجاد طرح ها و جلوه های زیبای دکوراتیو در فضای داخلی و نمای خارجی ساختمان میباشد. پلی اورتان هایی که در بخش های مختلف از آنها استفاده می شود، در چگالی و درصد ترکیب شیمیایی با هم متفاوت هستند.
تولید پلی اورتان
پلی اورتان از ترکیب شیمیایی دو کامپوننت اولیه به همراه یک عامل خارجی با دمای جوش بسیار پایین (مانند CO2 یا پنتان) بوجود می آید. کامپوننت های اولیه در فاز مایع بوده و از مونورهایی از گروه ایزوسانات و گروه هیدروکسیل (با اتم فعال هیدروژن) یا پلی یول تشکیل شده اند. هنگامی که کامپوننت ها با هم ترکیب می شوند، کفی را تولید می کنند که به سرعت حجیم شده و پس از مدتی سفت و صلب می گردد.
ROH + R’NCO → ROC(O)N(H)R’
دو کامپوننت اصلی مستقیما با هم واکنش شیمیایی داده و یک ماتریس پلیمری از جنس پلی اورتان تشکیل میدهند. حرارت آزاد شده از واکنش کامپوننت ها، عامل خارجی را تبخیر می کند که بخار حبس شده آن باعث می شود ماتریس پلیمری به شکل فوم درآید.
حجم فوم تولید شده و متعاقبا، چگالی فوم تولید شده، تابعی از مقدار عامل خارجی است که به ترکیب اضافه می شود. ترکیب شیمیایی فوم تولیدی را نیز می توان با اضافه کردن افزودنی های دیگر تغییر داد تا به خواص مطلوب دست یافت.
پس از شکل گیری و در زمان سفت شدن، سطح فوم همچنان خاصیت چسبندگی خود را حفظ می کند. با استفاده از این خاصیت می توان پوشش های آلومینیومی یا پوشش های دیگر را به صورت دائمی به فوم چسباند. در تولید صنعتی، از کاتالیزور نیز در پروسه استفاده می شود تا واکنش را سرعت بخشد. کاتالیزورها می توانند از ترکیبات آمین یا ترکیبات فلزات آلی باشند.
در تولید صنعتی ساندویچ پنل های پلی اورتان، به صورت پیوسته کف ناشی از واکنش به روی نوار نقاله صفحات ساندویچ پنل ریخته شده و به خاطر خاصیت چسبندگی فوم گرم تازه تولید شده، صفحات کاملا به فوم پلی اورتان می چسبند. صفحات ساندویچ پنل می توانند از جنس ورق آلومینیومی، صفحات کامپوزیتی و معدنی باشند. برای تولید بلوک های پلی اورتان، فوم حاصل از واکنش به درون قالب مورد نظر ریخته می شود و پس از سفت شدن، روی آن به شکل بلوک دلخواه بریده می شود.
در پلی اورتان تزریقی، کامپوننت های اولیه ماده، در دو مخزن جدا تحت دما و فشار مشخص نگهداری می شوند. هر کامپوننت از قسمت گرمادهنده مخصوص خود عبور می کند و هردو در گان به هم می رسند و شروع به واکنش می کنند. در حین واکنش، گان ترکیب شیمیایی حاصل را با فشار به درون محفظه ای که قرار است عایق شود، می پاشد.